时间:2023-03-22 17:46:45
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇工程科技论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2加强土地科学建设
土地科学作为重要学科的突出地位并没有得到体现,土地科学在我国学科体系中的地位与社会经济的需求极不适应。随着人口增加、工业化和城镇化进程的不断加快,土地需求迅速扩大。必须有技术和措施的保障,这保障就是土地工程。土地工程就是运用工程手段解决土地问题,把未利用土地变为可利用土地或把已利用土地进行高效利用,能动协调人地关系和谐发展。
3工程学科的重要性
3.1土地工程学科建设是国土资源管理工作不可或缺的基础支撑
国土资源管理工作的目的是在新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路进程中,正确处理保护资源、保障发展、维护权益三者的关系,促进经济社会又好又快发展。
3.2我国的土地工程学科的相关技术人才
目前仍然很匮乏,究其原因,主要是因为我国对土地工程学科的建设不重视,这项学科的发展也得不到相应的资金支持;其次,学生对这门学科不热心,对我国土地资源缺乏管理和保护的意识,整体意识不高,在如今别的一些价值观的影响下,如拜金主义、个人享乐主义等,使学生没有那种吃苦耐劳的精神,拼搏劲儿不够;土地工程的研究在我国起步比较晚,相对其他学科,处于发展初期,它的未来前景似乎还没有显露端倪,人们看不到它的发展方向在哪里,似乎觉得由它无它都一样。在理论成果的研究和实践取得的成就方面九牛一毛,不足以引起社会重视。现在人们最多关注的就是环境问题,人地资源的利用状况,很少有人会想到土地工程以及土地工程科技。所以,必须要重视起来,要加大在这方面的发展,让土地工程科技和土地工程学科走人大众生活,为我国土地的利用和以后发展做长足准备。
4工程学科发展与工程人才培养
4.1正确处理当前效益与长远效益之间的关系
工科注重的是科技成果在工程技术领域中的应用,具有很强的实用性和功利性。在争取科研经费、充实学校财力和促进经济发展、提高综合国力方面,都比理科占有优势。发展工科,更重当前效益。
4.2在学科发展上既要扶优,又要扶贫
土地工程的实施有利于促进人类社会的和谐稳定发展,建立完善的学科体系可以从基础上解决土地工程无学科理论支撑的问题,全面促进土地工程行业的健康发展和土地资源的高效、持续、科学利用。
2.热能与动力工程对经济环境的影响
1)从经济角度来说,热能与动力工程在我国的经济发展体系中有着非常普遍的应用,涉及多个相关的行业与领域。包括电力、钢铁、金属、石油,以及建筑在内的多个行业领域在自身发展过程中均对热能有着相当大的需求。当前已形成的风力发电技术以及动力发电技术能够通过一定的技术手段,将动力能转化为电力,从而为电力事业的发展提供源源不断的动力支持,为社会大众创造更加良好的生活环境。结合我国的实际情况来看,电能是整个经济发展体系中的基础与支柱,热能与动力工程的应用势必会为电能的发展营造一个更加良好的环境氛围,以促进社会经济的良性发展。当然,在这一过程中,新能源的有效利用是实现社会健康可持续性发展的主要动力,因此必须充分结合社会发展的现状,最大限度地利用并促进新能源的开发,以创造出更加丰富的社会经济价值。2)从环境角度来说,结合我国各个行业领域对能源的利用现状,发电功能的实现主要是通过煤炭或石油等常规能源来实现。然而,传统意义上的生产方式无法控制污染物的排放。在此类常规能源转化为电能的过程中,势必会排出大量的有毒有害物质,所产生的物质不但会造成环境污染,同时也会对大众的健康造成危害。为了促进经济水平的高速发展,很多时候会忽略环境保护的重要性,最终对整个生态环境造成非常不良的影响,当然也给人们的生活带来了很大的不变。而在电力生产中通过对热能与动力工程的应用,能够很好地缓解生产中存在的困境,通过对各类清洁能源的综合应用,减少生产过程中排放的污染物质,减轻环境污染,不但符合社会发展需求,还能够为社会大众提供优良的生活环境,促进社会和谐可持续发展。
3.热能与动力工程的创新应用
3.1热能与动力工程在锅炉及热电厂中的应用现状
1)热能与动力工程得益于科学技术的不断进步以及信息技术的应用使得其能够被应用在锅炉中。锅炉是由外壳以及锅炉使用过程中的电器控制系统组成,锅炉在使用过程中主要是燃烧的过程,鉴于燃烧使得锅炉产生极大的热能,在炉底安装控制器就是为了能够随时监控锅炉的运行情况,这也是保护锅炉安全的重要手段之一。在锅炉实际运行过程中,其自身就会形成一个自我保护系统,它会将一定的机械热能转化为其他能量以达到保护自身的目的,但是,意外在所难免,往往或因为这部分转化的能量而烧坏锅炉,因此,必须要对锅炉的运行进行智能化的管理与控制,从而能够有效地使锅炉的运行精密度得到提高。2)热能与动力工程的应用主要表现在两个方面:第一,在节流调节中改变工作状况可能会造成不小的节流损失,但在温度恒定的条件下,截流调节的负载适应性明显高于喷管调节,因此节流调节多适用于容量较小的机组;第二,喷管调节是在满足负荷适应性的基础上,为了能够提高汽轮机的工作效率,达到平衡各种不同汽轮机的调节以及变化。
3.2热能与动力工程在锅炉与热电厂中的技术创新
1)在热能与动力工程研究领域中,如何实现对锅炉在燃烧过程中热能的转化工作是非常重要的问题之一。在本领域技术创新的发展过程中,锅炉的作业方式转变为了智能式,可促进锅炉稳定性以及安全性的提升。同时,考虑到燃烧期间的空气、燃料与锅炉温度之间有非常密切的关系,因此可以通过对预设值的综合比较实现对锅炉性能的合理检测。同时,工作人员也可以通过开展模拟实验的方式,准确地评估锅炉内部的气体流动情况,预先设置模拟数值,评估不同速度下所形成的矢量图,以此为边界层分离关系的研究提供参考依据。2)在热能与动力工程的研究领域中,可以通过合理利用重热现象的方式,根据热电厂的实际运行情况,科学确定重热系数,以达到减少能量损失的目的。与此同时,从调频角度上来说,相较于一次调频模式而言,二次调频的精确性更高。在电网频率保持恒定的条件下,可以通过智能调节的方式对二次调频预先设置对应的方程式,以实现对机组的重分配与组合,满足控制功能的要求。
(一)隔板式沉降室
有色冶金炉窑烟气收尘系统通常是受粗收尘与布袋收尘的共同作用,而粗收尘是对烟气中粗颗粒进行收集,但因为存在阻力损失大等问题,致使其不能全部将烟气拉过来,导致炉口冒烟严重,所以只起到一定的辅助收尘作用。而隔板式沉降室有独特的几何尺寸,能显著降低气流速度,促使粉尘受重力作用影响而沉降,从而在一定程度上降低尘毒危害。此外,水平隔板在沉降室的运用,还能对粉尘沉降高度进行减缩,极大提升除尘效率;也可辅以垂直挡板,促使沉降室内的气流出现折转流动,间接增加室内长度,从而发挥惯性除尘作用。且沉降装置有较小阻力,结构简单,容易进行维护。但是,值得注意的是,隔板式沉降室只能用于粗收尘,其优越性在面对粒径较粗的尘粒时才能得到最大发挥。
(二)烟气导向式双室熔炼炉
烟气导向式双室熔炼炉能有效解决传统反射炉排烟温度高、反射炉热效率低等问题,有着高效的节能保护、减少尘毒的作用。其结构包括:在熔炼炉中利用隔墙分隔成两个室,并留下适当的炉内烟气通道,在两个室内各设置一个加料口、烧嘴口、放渣口、液态金属放出口。其中放渣口和液态金属放出口能够根据不同的熔炼物料及工艺需求而设置成从一个口放出或分别放出。比如在对废铅酸蓄电池进行熔炼时,可从同一个口放出,渣铅分离在炉外的渣包内进行。炉顶两端分别设置烟道,将水冷闸板水平设置在烟道上,炉顶则是隔墙处最高向炉子两头倾斜的弧形拱顶。与传统反射炉相比,烟气导向式双室熔炼炉能最大限度将燃料产生的热量用到物料的熔炼中,还能有效减少排烟温度和烟气含尘量,降低烟气危害性,实现节能减排环保的要求。
(三)以太网
有色冶金工作中工序较为复杂,需使用腐蚀性较强的化学产品,因此有较大危害性。所以为实现有色冶金安全工程,就必须采用自动化技术来完成这些危害性高的工序。而以太网是全自动化的控制网络,能将各种类型网络化仪器仪表连接到工业计算机上,控制所有网络系统。以太网的应用,还能降低人工分析原材料铜矿石成分的步骤,而通过网络化实现这些分析,并能直接将检测结果传递到相关部门,还可以实现数据资源的共享,便于企业成员及客户随时查询。此外,以太网还能智能管理有色冶金质量、实时监测、故障诊断等,有着较高的应用价值,能有效提升生产效率和产品质量。另外,还能极大降低生产成本和劳动力成本,减少工作人员实际操作的危险,降低安全风险。因此我国有色冶金企业应该加大对科研人员的培养力度及资金投入,积极开发自动化技术,全面提升我国有色冶金工业自动化水平,实现安全工程,推动有色冶金企业健康和可持续发展。
(四)低温碱性熔炼
低温碱性熔炼是有色冶金工业中一种有效的清洁生产技术,有着金属直收率高、节能、环保、安全性高等特点。主要是混合含金属物料与碱性介质,在低于900℃的温度下熔炼,从而利用两性金属与碱的反应来分离金属。低温碱性熔炼既能处理二次资源,还能有效实施原生矿的冶炼,不管是从资源有限性,还是生态环境保护及安全工程上,都充分符合现代低碳环保安全发展的需要,在有色冶金安全生产中有着重大的意义。
2建设管理体系与机构设置
向家坝工程建设部是中国三峡集团公司派出的现场管理机构,代表三峡集团公司履行工程建设方的工作职责,对向家坝水电站工程建设的进度、质量、安全、施工区环保和工程投资负总责,并实施全面的现场控制管理。向家坝工程建设部在不断总结三峡工程及国内同类工程建设管理经验的基础上,推行以质量、安全、进度、投资控制为中心,以合同管理为基础的项目管理模式,积极推行项目法人负责制、招标投标制、工程监理制,逐步建立和健全科学的管理体系和制度,使向家坝水电站工程建设始终处于受控、可控状态。向家坝工程建设部下设厂坝项目部、地下工程项目部、升船机项目部、交通运输项目部、机电安装项目部等专项专业部门,对各项目实施全面建设管理;并设技术管理部(下设试验中心、测量中心、工程监测中心)、合同管理部、物资设备部、财务结算中心等职能管理部门,为工程项目部提供职能服务与专业技术管理保障。在质量管理方面,从筹建期开始,即成立了由参建各方组成的质量管理委员会,从总体层面进行检查与协调。各级质量管理机构有:
①向家坝水电站工程质量管理委员会;
②向家坝水电站工程建设部及其质量直接责任部门、质量总监办、试验中心、测量中心、工程监测中心等;
③各监理单位的技术质量机构;
④各施工单位的三级质量检查机构。在工程质量检查监督等方面,采用施工单位自检、监理单位控制抽检、工程建设部聘请的专业质量总监与项目部及各中心质检人员组织的监督、检查、复核;此外,水利部水利工程建设质量与安全监督总站还派专家在工地开展巡视检查和评价,以及水电水利规划总院对工程质量、安全与工程验收成果的复核、评价。上述各层次、各环节构成了向家坝工程建设的完整质量管理体系。中国长江三峡集团公司还成立了由国内权威专家组成的金沙江水电开发质量检查专家组,定期对工程质量开展监督检查工作,与各级质量管理职能部门共同对工程建设全过程实施全方位的质量控制,形成了内部管理与外部监督相结合、检查指导与复核评价相结合的“1+5+2”质量管理与控制体系,具体的控制管理内容详。
3工程质量控制方法
(1)注重原材料质量控制。向家坝水电站工程使用的水泥、粉煤灰、钢材等原材料由业主统一供应,公开招标采购。施工单位、监理单位及试验中心对进场材料严把抽检关,对原材料生产、运输、仓储、调拨、供应实行全过程质量控制。砂石加工系统由业主招标建设,统一供应、配置使用。
(2)严格混凝土施工质量过程控制。向家坝工程建设项目管理部门通过实行混凝土施工现场值班制度,加强现场组织与协调,特别是做好由业主提供的水泥、粉煤灰和砂石骨料等原材料的组织协调,目的是加强原材料质量的“源头”控制。业主方试验中心、测量中心、监测中心等部门,加强对关键项目的质量检测和监督控制,定期检测质量月报,及时通报施工质量情况,并为工程施工质量控制、整改与评估提供专业数据和分析意见。监理单位在混凝土施工现场配备了专职质检人员,负责检查施工程序,建立监理人员“盯仓”制度,对于重要的混凝土浇筑仓号和关键工序实行全过程旁站监理。委托试验中心,见证承建单位检测等监理方式监控施工质量,以保证土建工程施工质量始终处于受控状态。施工单位配备了专职质检人员,严格执行“三检制”,并建立检测试验室,开展原材料检验控制,以及夏季温控、日常冷却、冬季保温等监测工作,提出抽检仓位的计划安排,同时加强止水(浆)片及预埋管道检查等施工全过程的质量控制。中南设计院主要专业技术人员常驻工地,保证施工图供应,认真落实设计技术交底;另一方面,参与现场施工质量检查与验收,对施工中出现的质量问题提出具体的技术处理意见。
(3)强化混凝土质量全面检查及缺陷处理。向家坝工程专门制订了《向家坝水电站工程质量管理办法》,详细界定了参建各方的职责和管理范围,统一制定质量检验评定方法和评定标准,明确了质量事故的处理程序及事故责任划分。对施工过程中发现的质量问题,遵循“三不放过”原则调查处理。各标段建立工作例会制度,研究解决工程施工中存在的问题,协调工作进展,使质量检查和缺陷处理工作按计划展开,监督落实整改措施。
(4)加强驻厂监造和现场安装质量控制。加大金属结构和机电设备驻厂监造力度,建立健全预拼装工艺环节质量控制,把质量缺陷控制在源头。采取这一管理方式和办法,不仅保障了现场安装的工艺质量,而且加快了设备安装进度,也为安全施工作业打下了坚实的基础。
4建设管理与科技创新
4.1建设历程
向家坝水电站自2004年3月开始筹建。至2014年7月左岸最后一台机组提前发电,历经了10年零4个月的建设历程。向家坝水电站除右岸3×45万kW扩机外,原设计的8×80万kW机组是当今世界单机容量最大的水轮发电机组。该机组系我国自主设计、自主安装,并通过了无水及有水各种运行工况调试,顺利完成72h试运行,首次实现了80万kW级超大型水轮发电机组顺利安装投产的宏大目标。标志着我国在三峡工程32台70万kW机组运行取得成功经验的基础上,在超大型水轮发电机组的设计、制造、安装、调试及运行投产方面又迈进了一大步。通过向家坝8台机组的建设安装和运行投产实践,解决了超大型水轮发电机组设计、科研试验、安装与调试中的许多难题。
4.2科技创新与管理创新
三峡集团公司十分重视工程建设中的科技创新,实施金沙江下游水电能源建设“滚动开发”以来,逐步建立了:
①总工程师技术负责、重大技术问题专家咨询审查的体系和制度;
②聘请国内外资深专家和科研院校,对工程重大设计和施工技术问题进行试验、研究和咨询;
③建立了现场室内试验和生产性试验体系;充分发挥施工科研对关键技术攻关的先导作用。具体做法是,在集团公司科技环保部设置科技创新处,统一组织集团公司范围内的科技创新实践、检查指导与申报奖项及奖励等工作;大力鼓励和推动参建单位和广大建设者结合工程实际,开展科技创新活动。在集团公司强有力的领导和精准策划下,在向家坝工程建设部的具体组织下,向家坝工程建设者们针对工程中遇到的难题,开展了一场持续的全过程的科技创新活动。据不完全统计,在整个工程建设进程中,开展了超过100项的科研实践。破解了包括高坝底流消能建筑物设计与施工、高掺粉煤灰常态与碾压混凝土联合筑坝、塔带机的高效利用、长30多千米的骨料皮带输送机运送混凝土、将大型沉井群应用于深厚覆盖层地基处理等一系列工程技术难题。此外,依靠科技创新作支撑,使右岸大型地下洞室群开挖、支护和大坝基础处理与渗流控制等问题都得到有效解决,取得了数十项重大科技创新成果,其中正式获奖的主要科技成果如下所列。面对工程建设中的许多技术难题,工程建设者弘扬三峡工程建设中的攻坚克难精神,逐一突破,有所创新。同时,向家坝工程建设者在不断总结三峡工程及国内同类工程建设管理经验的基础上,推行以质量、安全、进度、投资控制为中心,以合同管理为基础的项目管理模式,积极推行项目法人负责制、招标投标制、工程监理制,以及合同管理制,逐步建立和健全科学的管理体系和制度。据统计,从2004年工程筹建至2012年首批机组投产发电,仅向家坝工程部制定的建设管理制度、技术标准等就多达300余项。向家坝工程建设部还结合实际工作需要,不断调整、完善建设管理制度,加强管理的科学性、计划性,在建设管理中大力推行规范化、制度化、标准化、数字化建设。使工程管理体系制度建设日臻完善,在现场管理工作中做到了纵向到底、横向到边,全覆盖不留隐患。管理创新、科技创新就像两支腾飞的翅膀,有力地促进了向家坝水电站工程高质量的胜利建成。
二、工程力学专业课程设计改革中存在的问题
目前我校课程设计改革中存在的问题主要表现在以下几个方面:一是课程设计题目和任务书拟定方面,均由指导教师事先确定分派给学生,由于指导教师所掌握的工程资料有限,课程设计的内容和范围局限性较大,题目类型较少,研究方向也较集中,学生并不能根据自身的特点和兴趣爱好,去选择他们感兴趣的题目进行设计,而是一味进行强迫式学习,完成所谓的设计任务。学生目前经过课程设计后并不能应对就业后工作过程中复杂多样的技术难题。二是课程设计研究内容与工程实际问题有偏差。课程设计都是承接基础理论与工程实际的重要环节,学生非常希望将自己所学的理论应用于实际,在实际中检验自己的知识,但由于学生体会不到理论与实际的联系,课程设计并不能充分调动学生学习主动性和创造性。三是课程设计时间在安排上与课堂教学存在一定的时间间隔。在课程设计过程中,对于理论知识不够扎实的部分学生来说,会有一种惧怕且无从下手的感觉,很难投入足够的精力和时间认真完成课程设计。而课程设计形式基本上是以小组为单位,小组成员围绕一个核心题目完成不同方面的设计任务。由于学生的理论基础和解决实际问题的能力存在差异,“能者多劳”的现象就会出现。如果指导教师指导不到位,检查力度稍低,就很容易出现个别学生不做或少做设计内容,甚至还出现抄袭他人成果的现象。由此可见,工程力学专业课程设计改革的空间较大。
三、工程力学专业课程设计改进的思路与方法
一方面,课程设计应选取具有一定的工程或社会实际背景,体现应用性、先进性、综合性的题目,可以使学生对工程实际问题的复杂性有一个初步认识,检验学生对该课程理论基础知识的理解和掌握程度,培养学生通过综合运用该课程和相关课程的基本理论知识来分析和解决工程实际问题的能力。另一方面,能使学生树立起正确的设计思想,养成实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风和严谨、谦虚的科学学风,更能使学生在自主性、探索性、创造性和合作性方面得到培养。
1.指导教师应该重视课程设计题目和内容的选择。
斯滕豪斯明确指出:教师的身份是“和学生一起学习的学习者”,只有这样,才能通过发现法和探究法而不通过传授法进行教学。在课堂教学过程中,教师不仅要教授理论知识,还要注意理论联系工程实际,通过列举工程实例、设置问题情境等多种方法,让学生感受到理论学习是手段,实际应用才是真正目的。随着社会发展,各种资讯日新月异,教师不能仍保持传统的观念,而必须在教学生涯中通过不断学习搜集和处理更多关于课程内容的相关资讯,熟悉教育改革趋势和重点,更新补充专业知识,提高专业能力;了解该专业学生的学习特点和兴趣爱好。这样,教师才能根据课程内容确定适合教学目标和学生感兴趣的课程设计题目,并且真正做到理论与工程实际的联系、对知识的综合应用、全方位的展开学生的思维和最大限度地解放学生的思想,才能充分调动学生学习的主动性、积极性和创造性,培养学生解决实际问题的能力和应变思维能力。
2.课程设计应与工程实际相结合,针对不同课程内容及培养目标采用多种形式的课程设计方法。
比如《理论力学》,它是一门理论性较强的专业技术基础课程,教师在讲解过程中多是针对抽象化理想的力学模型,学生在课堂学习中通常感觉理论知识很好懂,但自己动手练习的时候却无从下手,理论和实际总是联系不到一起。为此,教师在讲授过程中可采用工程实例教学法,即选择一些具有代表性、启发性、时代性的实例,通过学习和讨论,使学生对知识有更深层次的理解,从而激发学生应用知识的热情。教师可以通过布置相关知识的小论文,学生通过查阅资料、撰写小论文的形式,深刻理解力学知识和工程实际问题间的联系。《材料力学》课程除可设置实验教学环节外,还可以确定一些简单。的等值杆结构,让学生从选择材料到外形设计,从安全校核到经济评价等实际操作过程中,去体会理论和实际问题间的联系。而这样的任务可以安排在学生课堂学习过程中完成。对于那些需要扎实的理论基础知识,并且要有足够的时间进行实践的课程设计,可以安排在下一学期进行。由此实现理论与实践的相互渗透、相辅相成,改变实践活动与教学内容游离的状况。
二、教学手段改革
本重点课程采用传统的教学方法讲授基本内容,对于一些复杂的工程实例,学生无法想象、教师也难以用语言来描述的东西,采用多媒体手段生动、形象地进行演示。同时本课程采用多媒体课件和案例教学等多种教学方法相结合,采用教、学互动式,教学、科研互动式等新型教学方法充分调动学生的学习积极性、激发学习兴趣。老师指导学生完成科技创新,并让部分学生参加到老师的研究课题中来,培养学生的创新能力。例如让学生参与了“整合营销在房地产企业中的应用”课题,学生到房地产企业实习,搜集相关资料,掌握了很多实际知识,并提出了一些合理化建议。案例教学法是一种培养高素质、实用型和创新性管理人才的行之有效的教学方法,因此在本课程教学中被充分运用。在讲到资金时间价值时,为了让学生认识到其重要性,介绍了一个案例:1626年,有一荷兰人从印第安人那里花了24美元买下了曼哈顿岛。据说这是美国有史以来最合算的投资,而且所有的红利免税。24美元真的很便宜吗?如果当年的这24美元没有用来购买曼哈顿岛,而是用作其他投资了呢?假设每年8%的投资收益率,不考虑战争、灾难、经济萧条等社会因素,这24美元到2004年会是多少?让学生一起来计算结果,最后的结果让学生大吃一惊,24美元在经过378年后,按8%的利率计算,竟然可得到103万亿美元。通过这样有趣的案例分析,调动了学生的学习兴趣,加深了学生对知识的理解、记忆。同时本课程教学注重理论联系实际,采用了大量实际工程进行案例教学,例如在讲授工程项目财务评价时,就采用了案例教学法,以杭州“亲亲家园”小区工程项目为例进行财务评价,通过对这个案例的教学,让学生掌握了如何编制财务报表,如何计算投资回收期、投资利润率、偿债备付率等评价指标,以及如何对项目进行风险分析和不确定性分析。通过对实际工程的案例分析,学生掌握了理论知识在实际工程项目中的综合运用。本课程充分利用现代化教学手段,开展网络教学,提高教学质量。在现有基础上不断更新网络课件,新编了特色明显、适合我校教学使用的网络课件,丰富教学资源。教学内容已全部上网,并使《工程经济学》教学逐步过渡到网上教学,建立互动式工程经济学教育网。
三、加强实践教学环节
本重点课程建设主要从以下各方面加强实践教学,提高学生解决实际问题的能力。
1.对一个实际项目进行了可行性研究的经济评价部分的工作。通过课堂上对项目可行性研究经济评价部分进行系统分析和内容构成的讲授,让学生对所学过的内容进行系统的复习和综合,以大作业的方式完成实际项目的经济评价。
2.在学生完成上述实际项目的经济评价工作之后,安排学生对在经济评价工作中存在的问题和不足进行讨论和分析,进而加深学生对所学内容的理解和掌握。
3.学生通过社会实践、实习考察、参观学习增强了其感性认识和实际动手能力。
四、教学评价改革
本重点课程重视基本知识和基本技能的考核,对基础知识和基本技能部分的考核实行考教分离,流水阅卷和主考负责制;对讲座形式讲授的内容采用写文献综述的方法考核,文献综述的格式要求和毕业论文的格式相同。考试统一命题,其难度、深度、广度符合教学大纲要求,评分标准严格合理,学生成绩分布合理。重视基本知识和基本技能的考核,试题与本课程的定位相符。本重点课程建设在现有基础上,更新试题内容,完成试题库建设,提高试题质量,真正做到教考分离,提高教学质量。考试的方式灵活多样,除了从试题库中抽取试题考查基本知识和基本技能的掌握情况外,还外加开放性题目,以考查学生创新能力的培养情况。开放试题可以是小论文,也可以是解决一个问题的思路。
五、师资队伍建设
本课程现有五名主讲教师,都毕业于土木工程相关专业,同时已经大都具有从事《工程经济学》教学的经验。从师资结构看,本学科的主讲教师中:教授2人,讲师3人;博士2人,硕士2人,学士1人。该师资结构形成了较为合理的职称和学历梯度。由上述情况可知,本课程已经具有一支学历、知识结构合理、满足教学需要的教师队伍,五位教师已经基本可以满足本科教学和考研指导的需要;同时,已完成的《建筑经济学》教学改革项目,对改善本课程的教学手段、方法,提升教学效果、教学水平大有裨益,大大更新了原有的教学理念。课程建设考虑工程经济学教学力量的新老交替,为此加强了青年教师的培养工作。在教研室内进一步加强并完善了传帮带制度,明确责任,严格考核,使青年教师尽快成长起来。
六、结论
本重点课程建设对课程体系、教学内容、教学手段、教学评价等方面进行了改革,加强了实践教学环节。本重点课程建设具有以下创新点。
1.紧密结合我国建筑业发展趋势,与时俱进,同时适当吸纳国外工程经济学的研究成果,针对本校学生的学习能力和接受程度,对教学体系和内容进行了调整与拓展。
2技术预测与学科建设
2.1学科建设
学科建设是提高学校办学水平的基础,学科建设水平决定着高校的办学水平,决定着高校知识创新能力、科学研究水平和人才培养质量。高校在学科建设过程中,学科重点研究领域或研究方向的选择及建设、学科人才队伍建设、科研项目的申请及完成等是学科建设的基本内容,也是最重要的内容。作为学科人才的科研工作者在开展科研工作时,申请科研项目是科研的基础,科技创新是科研的关键。目前,高校在进行学科重点研究领域或研究方向的选择时,一般是采用召集学科专家进行讨论的方法,也即德尔菲法。科研工作者在进行科研项目申报和科技创新时,往往是通过个人的学术知识理解和运用及专业思考来开展的。显然,这些进行研究方向选择、项目申报、科技创新等所采用的方法带有较大的主观性,缺乏对当前研究现状的全面了解,也比较缺乏判断和决策的客观性,同时也存在着重分析轻预测的缺陷。工程类学科知识直接涉及相关的工程技术,因此工程类学科的建设更加需要紧密结合当下的最新工程技术现状,紧跟本学科工程技术的发展趋势来协调推进学科的发展。因此,高校或科研工作者在开展学科(重点)研究方向选择、科研项目申报、科技创新等工程类学科建设工作时,很有必要通过分析与预测本学科领域的技术来全面、客观了解某一个学科领域内的科技现状及未来的技术发展趋势,以此增加进行学科(重点)研究方向选择时判断和决策的客观性和科学性,提高项目申报和科研创新的针对性和成功率。而这些工作的开展都将大大地促进学科的快速发展,有效地提高学科建设水平。
2.2技术预测应用于学科建设的现状
有关将技术预测直接应用于学科建设的研究,目前国内外尚少见。但在学科建设过程中,间接采用技术预测方法及成果的案例却不少,这主要体现在世界各国各级政府部门所制定的科技发展规划上。如前所述,世界各国都在积极开展技术预测和关键技术选择等前瞻性研究,而其研究成果主要就是用于帮助政府部门制定科技发展规划或指引科研导向的指导性纲领;同时,高校的学科建设往往是紧密结合政府部门的这些规划或指导性文件来进行的。因此,高校在学科建设过程中是间接采用技术预测方法及成果。但必须注意的是,政府部门所开展的技术预测活动往往是比较宏观的,也即技术预见;而具体到高校学科建设的层面,相对而言是比较具体的,再到科研工作者个人的层面,就更加具体和细化。因此,即便有了政府部门的指导性文件,高校在进行学科建设时也很有必要开展更为具体的技术预测,以协助和指导学科的发展。另外,也有一些研究试图采用一些客观分析或预测的方法来协助学科建设。如赵坤等提出通过科学预测国内外科技发展趋势来进一步加强学科建设,但并未见有具体的应用;张婷对科学传播领域的研究前沿进行了可视化的梳理和描述,试图演示科学传播领域研究前沿的动态变化过程与发展趋势,为技术预测和学科发展提供借鉴;侯剑华对中国工商管理学科的文献数据进行了可视化图谱分析,梳理出中国工商管理学科的7个研究热点和15个具体的前沿研究方向,构建了中国工商管理学科体系,并将工商管理学科的研究热点和前沿进行国内外比较,预测出中国工商管理学科的发展趋势;黄晓颖和张文超以高校学科建设为背景,先后提出了基于数据仓库和数据挖掘的决策支持系统解决方案,研究与实现了基于数据仓库和数据挖掘的高校学科建设决策支持系统;于江运用信息可视化技术对我国基础学科领域发展状况作了分析,揭示学科发展状态、识别研究热点、发现学科交叉,为学科发展趋势的预测提供参考,从而指导科研人员选题,帮助有关部门制定学科发展规划;尹仁芳采用文献研究法、文献计量学、SWOT分析法及专家访谈法,明确中医药信息学学科发展思路、发展目标、未来重点研究领域、主要任务、具体保障措施及实施计划。
3技术预测应用于工程类学科建设的构思
通过以上对于技术预测及其在学科建设中的有关应用现状的介绍和分析,可见将技术预测应用于高校工程类学科建设中具有可操作性,是切实可行的。围绕学科建设的几个主要方面,利用技术预测的方法和结果,用于学科发展和建设决策的基本思路和途径。具体而言,可从学科信息分析、学科技术预测、学科建设决策3个方面递进进行。
3.1学科信息分析
对于高校工程类学科而言,其学科信息主要与本学科所涉及的科学与技术领域知识有关,科学知识主要记载在科技图书和论文中,技术知识主要记载在专利文献中。学科的建设需要紧跟实际,而图书记载的往往是比较成熟的知识体系,无法反映最新的科学研究成果。因此,在学科信息的选择上,往往选择能够比较快地披露最新科技信息的论文和专利作为信息源。进行学科信息分析,主要就是结合分析本科学领域的科技论文和专利文献。在分析的方法上,可采用目前比较先进的信息可视化方法,运用知识图谱方法对科技论文信息进行分析和可视化展示,运用专利地图方法对专利信息进行分析和可视化展示;最后将两种分析结果进行对比和归并,形成最终的学科领域科技分析结果。
3.2学科技术预测
在对学科信息进行深入分析后,便可在其基础上进行学科技术预测。预测的方法就是充分利用学科信息分析的结果,通过知识图谱和专利地图,掌握学科领域的技术现状,进而预测技术发展趋势。具体而言,学科技术预测可从3个方面进行:一是通过分析学科领域的科技总体和区域发展状况、主要科研机构和人员研发动向等,预测学科领域的技术活跃程度;二是通过分析学科领域的研发周期和技术生命周期等,预测学科领域的技术将进入哪一个具体的生命周期阶段;三是通过分析学科领域的科技研究重点、核心、热点、前沿、空白区域等,预测学科领域的技术发展重心、演化趋势、潜在机会等。
3.3学科建设决策
在进行客观的学科技术预测后,便可利用有关技术预测结果进行学科发展和建设决策。围绕学科建设的几个主要方面,利用学科技术预测的相关结果,分别有针对性地协助进行科学、客观的决策。具体而言,在学科(重点)研究方向的选择上,可借鉴学科领域技术活跃程度和技术生命周期的预测,初步确定学科领域比较有发展前景的若干研究方向;再结合学科领域技术发展重心(研究重点、核心)和演化趋势的预测(研究热点、前沿),进一步确定学科今后的(重点)研究方向。在学科研究项目的申报和科技创新上,同样可以借鉴学科领域技术演化趋势(研究热点、前沿)和潜在机会(技术空白区域)的预测,申报关于学科领域热点和前沿问题的研究项目,开展科技创新活动,完成有关科研项目,提升学科水平。
一、“道路工程”课程设计在土木工程专业课教学中的意义
道路工程课程设计是对道路工程课堂教学的必要补充和深化,通过设计让学生更好地运用所学道路工程课程的核心知识,对沥青混凝土路面和水泥混凝土路面结构的受力情况、设计原理、方法和步骤有更深的认识。课程设计时间为一周。要求学生每天到设计教室,一天点名2次。具体要求如下:1)安排设计任务,在设计任务过程中,老师会时刻在教师里面对学生的问题进行解答,根据设计指导书及老师的现场答疑指导进行各部分的设计计算。2)根据设计题目,学生可利用各种途径查阅专业资料,如设计规范、手册和教材等;并结合当地气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件,合理拟定路面结构设计方案,进行路面结构厚度的计算和验算。编制设计计算说明书,绘制相关图纸。3)学生应在指导教师的指导下,独立完成设计内容。内容上要求条理清晰,内容完整,尽量采用简图和表格形式,计算的方法和结果符合我国现阶段路面设计规范的要求。外观上要求字体工整,纸张和封面统一。
二、“道路工程”课程设计存在的问题
(一)学生不能单独完成设计
在道路工程的课堂教学上,作为代课教师,我发现部分学生听课不认真,知识掌握的肤浅,在课程设计中,若每个人的设计题目相同,自然会出现这些学生相互抄袭的现象,不发挥自己的想象力和创造性。所以,如何端正学生的学习态度,提高学习的主动性,转变学习风气,从根本上解决课程设计中的抄袭现象,显得尤为重要。
(二)课程设计选题存在局限性
在内容上面,由于教师参与的实际工程较少,理论性较强,因此工程资料有限,所以在给学生选题的过程中,难免会出现题目的相似程度高,具有一定的局限性,达不到理想的课程设计效果。因此,从教师角度出发,应当通过各种渠道获取更多有价值的多方向的设计选题,尤其是选题要结合工程实际。
(三)学生设计思路不清
我们传统的教学方式,还是偏重于理论教学,尤其是对于“道路工程”这门课程来说,实践性较强。但是我们在学习这门学科时,并没有真正的去参与到实际工程中,对于实际工程了解不到位,而且理论教学过程中,由于课程内容多且课程时限等因素,使学生在理论知识方面也未能很好的消化,最终致使学生的设计思路不清晰。
(四)成绩评定不科学
在成绩评定方面,我们虽说是要根据平时的表现和最终的分数等综合情况进行打分,但是我们大部分教师存在的通病就是通过设计图纸质量、计算及说明书等书面材料来进行判断。往往忽略了平时的表现。这样会出现最终成绩不公平或不合理现象,所以应该考虑由提交的成果情况和平时表现共同构成最终的成绩。
三、“道路工程”课程设计指导书的编制与应用
(一)任务书及指导书的编制目的
为了节约时间,提高效率,让学生迅速进入设计状态,完成沥青路面设计和水泥路面设计两部分内容,熟悉路面设计流程,掌握路面设计方法,较准确地、完整地完成设计说明书的编写及相关图纸的绘制。
(二)任务书及指导书的编制内容
本任务及指导书分三章,第一章是课程设计任务,第二章为课程设计指导,第三章为课程设计实例。1)在课程设计任务中,给出设计题目,每人要求完成两个设计题目,即沥青路面设计和水泥混凝土路面设计。为了避免抄袭现象发生,尽量做到每人一题,在设计资料中将道路交通量数据根据情况进行一定的改动,不允许雷同。2)第二章为课程设计指导,本章将沥青路面设计中轴载换算方法、沥青路面结构及厚度组合、各层材料的相关参数,体系换算图及所用到的换算公式等均进行了总结归纳,目的是减少学生查阅资料的时间和麻烦,提高设计的效率。3)课程设计实例一章中,列出沥青混凝土路面和水泥混凝土路面设计的工程资料、不同路面结构初拟、各层材料参数拟定、验算弯沉和各结构层底拉应力等详细过程,学生可以从中掌握两种路面设计的步骤。
(三)任务书及指导书的应用情况
目前为止,此任务及指导书已使用3年,从这3年来学生的使用过程看,效果理想。在这几年中,每年都根据实际情况,对课程设计指导书进行一定的修改和完善。以前,在没有课程设计指导书时,学生在给出课程设计任务后,不知道从何下手,一两天进入不了设计状态,大大的浪费时间,导致进度缓慢,时间安排不合理。有了指导书之后,学生免去了查阅大量相关资料的时间,很快了解设计过程和方法。成绩的评定主要根据提交的路面设计说明书和路面结构图纸,以参考这一周的课程设计中表现情况给出最终成绩。评定标准也比较明确,我们一般会在任务书中清楚的列出来,同时,带课程设计的老师也会抽出一定的时间来进行疑难解答。
作者:赵桂娟 单位:西安科技大学建筑与土木工程学院
通过钢铁企业调研、专家座谈和毕业生调查等方法,确定材料成型及控制工程专业培养的目标岗位,确定各个岗位的代表性工作任务,然后分析每个岗位的典型工作任务,根据工作任务提炼为行动领域,按照教育教学方法将行动领域转化为学习领域,再转化为该学习领域课程。
(二)多方参与,提高教学质量
在课程设计资源整合时,与中冶赛迪、重钢股份有限公司等单位的行业专家、校外兼职教师进行沟通、协商,共同确立改革方案。校内专业教师主要负责调研资料的整理、课程理论基础的搜集论证,以及协调校内外教师的工作。行业专家主要负责学生的现场实践工作,并指导校内教师,确保课程设计体系的准确性。校外教师有选择地参与课程的教学过程,提供相关的实践案例。在课程设计的实施过程中,坚持行业专家、校内专业教师和校外兼职教师的多元化教学,改善教学效果,提高教学质量。
(三)采用任务驱动,重点培养实践能力
按照教学大纲的要求确定课程设计教学内容,课程设计的内容要体现项目导向任务驱动的教学理念。具体做法是根据教学大纲设计学习情境,在各种学习情境下分解具体任务。如加热炉课程设计,其典型任务是熟练掌握加热工艺要求,并对加热生产过程进行控制,根据该典型任务确定加热炉设计的下分任务,包括燃料燃烧计算、炉子的热工制度(包括炉温制度、供热制度、炉压制度及钢种的加热工艺制度)和炉膛主要尺寸的确定、炉膛热交换和金属加热时间计算、炉体结构及烟囱等辅助设备的设计,在具体的设计过程中只需进行下分任务的设计即可。
(四)坚持行动导向,注重实践能力培养
以加热炉课程设计为例,一方面通过一个个下分任务的完成,使学生能够在完成每一个下分任务的同时,不断积累经验,逐步掌握加热工艺制度制订的方法,充分利用所学理论知识,逐步建构较为完整的加热炉作业区工艺和设备情况,明确加热岗位的任务和职责,初步形成职业习惯,毕业后可以直接胜任加热岗位工作。另一方面,该课程设计结合操炉工考试相关的内容,引入行业标准,实现理论和实践的融通,提高学生的实际应用水平。
二、基于“工作过程”法的设计思路
(一)以能力为本位,确定课程设计教学目标
课程设计教学目标,是学生通过课程设计的实践锻炼在职业能力和知识认知上要达到的具体标准,它既是课程教学的龙头,又是课程教学质量评价的依据,因此必须认真分析和论证。以加热炉课程设计为例,笔者根据分析论证,确定其课程目标为:(1)能力目标。学会制订加热工艺制度(包括加热温度、加热速度、加热时间);能正确进行炉膛尺寸设计,熟练掌握不同钢种的加热要求。(2)知识目标。熟悉加热制度制订的依据,掌握炉型特点和结构设计的要求;熟练掌握加热的特点和要求,准确掌握不同加热缺陷的特点和判断。
(二)以工作过程为导向,选取教学内容
同样以加热炉课程设计为例,通过在特定条件下进行加热炉初步设计(包括燃料燃烧计算、炉子的热工制度和炉膛主要尺寸的确定、炉膛热交换和金属加热时间计算、炉体结构及烟囱等辅助设备的设计),要求学生把理论和实践结合起来,培养学生综合应用所学的理论知识去分析和解决工程实际问题的能力,帮助学生巩固、深化和拓展知识面,使之得到一次较全面的设计训练,为实际工程设计奠定基础。
(三)以项目教学为手段,实现教学目标
课程设计教学充分体现了专业性、应用性和实践性。加热炉课程设计的具体思路是:首先,明确该课程与专业、职业的关系,确定该课程是材料成型及控制工程专业的核心课程。其次,进行学习情境和任务的设计,即确定教学内容。如在确定加热温度的过程中既考虑避免出现过热过烧,还要考虑Si、Mn等合金元素的影响及加热目的,从而进行综合确定。最后,进行考核与评价。通过聘请赛迪工业炉和重钢集团的专家进行现场数据对比分析,确定设计与现场生产的差距,从而确定合理的评价体系,促进课程设计的不断完善。
(四)构建多元化、开放式的教学评价体系
仍以加热炉课程设计为例,从入炉到出炉采用流程化作业,根据工艺的各个环节,将每一段的温度、速度和炉压确定有机结合起来,制订适合生产现场的工艺制度。在考核方面进行多元化考核,在结束设计后,学生采用答辩的方式将自己的设计思路、理念和工艺规程进行有效整合,老师结合学生的答辩提出问题,最后送行业专家评阅,从而实现过程性考核和结果性考核的有机结合。
三、基于“工作过程”法的实践效果
2012年下半年开始用基于“工作过程”法对材料成型及控制工程专业的课程设计类实践课进行改革,将现场数据采集和课堂工艺设计有机结合起来,经过两年的教学实践,采用平时观察、访谈等方式分析了该方法的实施效果。
(一)提高了学生的学习兴趣
采用基于“工作过程”法,将现场的工艺设计搬到课程设计里面,利用课程设计完成现场工艺参数的选择和确定,利用课程设计解决现场的实际问题,显著提高了学生的学习兴趣。
(二)提高了课程设计的学习效果
基于“工作过程”法将理论课程和实践课程有效结合起来,将知识体系进行重新构建,扩展了学习的时间和空间,为学生的深入思考和广泛交流提供了便利,加深了学生对理论知识的理解,能够从生产实际出发,主动提出问题、分析问题和解决问题,使学生从以前的不问所以然的埋头计算变成了分析工艺参数和处理现场问题的参与者,从而促进了对知识的理解与应用。
云南农业大学自开设“水土保持工程学”这门课程以来,开展了多方面的实践研究与探讨,并取得了一定的效果,为本课程深入开展实践教学奠定了良好的基础。前期的成绩主要有四个方面:基于社会需求的变化,初步建立了实践教学实施、管理、保障机制,保证了实践教学的正常运行;将泥石流多发区和水土流失非常严重的东川和晋宁县大春河小流域水土保持科技示范园作为本课程的实践教学基地;确保实践教学形式多样,课堂实践包括专题讨论、师生异位教学、项目教学、随堂章节测验等,课外实践包括章节作业、小论文、实地调查、生产实践、课程设计、毕业设计等。
(二)“水土保持工程学”课程实践教学存在的问题
云南农业大学“水土保持工程学”课程实践教学取得了一定的成效,但是还存在一系列需要改进和提高的地方:实践教学流于形式,未达到真正的教学目标;实践教学保障机制与教学评价体系不健全;等等。以上问题影响了本课程实践教学的开展,需要进一步加强研究,予以解决。
二、“水土保持工程学”课程实践教学设计的探索
在借鉴其他院校水土保持专业课程实践教学经验的基础上,立足本校的教学环境,充分考虑学生的实际需求,提出该门课程实践教学设计如下:以社会需要为目标,以学校及学生实际为出发点,组织开展相关的教学实践;课上实践与课下实践齐头并进,组织开展与专业学习、课外科技有关的科研活动和生产实践活动。
(一)教学重点与教学要求
通过该课程的学习与实践,学生能够了解和掌握常见水土保持工程措施的原理、布局、结构、功能特点、断面尺寸、CAD制图、建筑材料、稳定分析等内容,并且能在实际操作中运用。实践教学过程中我们应从以下几方面来努力:一是以社会需求为导向,将水土保持工程相关的国家规范、行业标准充实到教学内容中;二是不断补充本学科的前沿知识,重视水土保持一些关键技术的应用,如水土流失区面源污染控制与环境整治技术,开发建设项目水土流失防治技术,水土保持新材料、新工艺、新技术等;三是以水土保持单位的实训项目作为教学实例,教会学生如何学以致用;四是以生态文明建设为目标,注重流域或区域水土资源的保护、改良与合理利用,将一些“生态”工程措施的理念与设计补充进教学实践中;五是以够用为原则,简化知识,减轻学生的学习负担,只要学习在实际工程设计与施工中常见的问题即可;六是以开发建设水土流失的防治措施设计为重点,如拦渣工程、降雨蓄渗工程、临时防护工程等,鼓励学生开展相关实践学习。